【健康小學堂】陳彥榮/「間葉幹細胞」不能吃不能喝,但很重要?

▲我們身體內的間葉幹細胞有許多功能備受矚目。像是可以分化成軟骨,可以被作為退化性關節炎的細胞治療藥物。(圖/達志/示意圖)

●陳彥榮/國立臺灣大學生化科技學系副教授,東京大學生物化學研究所博士

隨著細胞治療的特管辦法公開,市面上許多標榜有「幹細胞」的治療或是相關產品也提高相對能見度。然而,以現在來說,衛福部沒有許可以「幹細胞」當做細胞治療的案例,同時打著幹細胞的產品也缺乏實證,甚至原理基礎都薄弱的商品。針對一般民眾,建立正確的幹細胞概念,有其必要性。

什麼是幹細胞?

我們每個人的身體裡面都有幹細胞,幫我們做細胞的新陳代謝。例如骨髓內有造血幹細胞,幫我們製作各種血球以及免疫細胞。腸道內也有腸道幹細胞可以幫助腸道進行修補。幹細胞基本上就是細胞的一個種類,少量存在於成人各個器官組織中,在胚胎發育上,也扮演著器官形成的角色。

成人的幹細胞也會隨著年齡而開始活性下降,導致功能不全。例如老人骨髓中的造血幹細胞因為老化,而造成造血幹細胞產生種類比例失去平衡,而造成一些老人出現的貧血狀況。除此之外,所有老化的幹細胞也因為活性的流失低下,也成為人體機能老化的關鍵。

▲藉由透射電子顯微顯示的成體幹細胞。(圖/翻攝自維基百科)

幹細胞不能吃,也不能喝!

人類幹細胞基本上就是人類的細胞,就好像雞蛋一樣,當進肚子裡,就會被消化分解。好比有很多訪間標榜的酵素(蛋白質成分),基本上也是跟吃肉一樣,吃進肚子裡最多幫助消化,很少可以躲過消化的命運。所以往往刺激體內幹細胞的成分,如果是蛋白質成分,就會像是胰島素一樣,是用注射的方式。如果是小分子,才有可能是口服。

間葉(間質)幹細胞是什麼?

間質或是間葉幹細胞是常聽到的細胞,在目前,也有許多儲存幹細胞的公司是以間葉幹細胞為標的。間葉幹細胞也是目前許多再生醫學公司開發細胞藥物的標的細胞。最主要的原因,就是我們身體內的間葉幹細胞有許多功能備受矚目。像是可以分化成軟骨,可以被作為退化性關節炎的細胞治療藥物(目前台灣尚未有通過核可施作案例)。而間葉幹細胞也可以調節免疫功能(被拿來搭配器官移植抑制免疫排斥),同時也可以對受傷組織進行修復。

▲目前在臺灣有許多幹細胞儲存公司,例如臍帶血銀行等等。(圖/生寶生技提供)

間葉幹細胞的應用

目前,間葉幹細胞在「動物實驗」中,已經累積相當多的研究,在臨床的測試上,也有一定的案例。對於間葉性幹細胞的期待,除了他具備有可分化多種多分化潛能特性之外,也可以由成人的組織間取得。在將來幹細胞的治療應用上,更是可以利用患者本身間葉型幹細胞,進行自體移植使用,便可以排除免疫排斥的問題。目前在臺灣有許多幹細胞儲存公司,例如臍帶血銀行、乳牙幹細胞、甚至有整型診所開始思考是否儲存脂肪組織來作為將來間葉幹細胞的利用。

間葉幹細胞在醫療應用上,其實國內外有開始陸續做臨床測試。在早期,有南韓的研究團隊利用間葉幹細胞治療因骨折導致下半身癱瘓的患者,使這樣的患者短暫可以行走的案例,但是因為技術仍不純熟,產生了許多的後遺症。另外,關於骨骼所產生的疾病,目前也有團隊在進行測試,比方說利用間葉幹細胞可以分化成骨頭的特性,希望可以當做關節軟骨再生的細胞來源。目前對於退化性關節炎來說,多半給予的藥物都是止痛或是抗發炎的藥物。也因此,利用間葉幹細胞搭配組織工程來進行關節軟骨修復對於一些退化性關節炎患者來說,也許在將來是個有效的方式。此外,例用間葉幹細胞針對骨折進行修復、骨骼性疾病的治療等都有案例。

▲目前對於退化性關節炎來說,多半給予的藥物都是止痛或是抗發炎的藥物。(示意圖/取自免費圖庫pixabay)

間葉幹細胞的發現與角色

在 1961 年,由加拿大的科學家發現骨髓中具備有造血幹細胞後,對於骨髓中的幹細胞也就如火如荼的展開。一直到了 1970 年,由美國科學家 Alex Freidenstein 發現,骨髓中除了造血幹細胞外,還有一小群的細胞,移植至大鼠的腎臟後,會產生軟骨。這個發現讓 Freidenstein 相當驚訝,也發現了除了造血幹細胞之外,可能有一群可以分化成中胚層相關的細胞。到了1990 年,美國 Arnold Caplan 教授定義了這群在骨髓中不屬於造血幹細胞的細胞為「間葉性幹細胞」。

目前對於間葉幹細胞的認定上,需要滿足一些標準。例如在生長形態上,必須是貼附型的性細胞。除此之外,在細胞表面上必須表現特定的表面抗原,如: CD73、CD105、CD90等標面抗原,在分化能力上,則必須能分化至「成骨細胞」、「脂肪細胞」與「軟骨細胞」。

間葉幹細胞其實在成體骨髓中可以被找到之外,也發現存在於臍帶血、脂肪組織、肌肉組織等組織之中。在正常的組織中,這群細胞會和組織中的其他細胞產生交互作用,維持組織細胞的新陳代謝與機能。

▲間葉幹細胞會釋放許多生長因子,外泌體(exosome ) 等來調節發炎,促進組織的修復,讓受傷的部位趕快恢復。(圖/pakutaso)

間葉幹細胞在身體內的修復角色

在身體中,間葉幹細胞可以扮演著組織修復的角色。一旦身體器官受傷,局部產生發炎。這些發炎的部位會吸引間葉幹細胞由骨髓,脂肪或是周邊血管附近前來發炎部位。這種現象叫做「幹細胞歸巢 stem cell homing」。抵達的間葉幹細胞會釋放許多生長因子,外泌體(exosome ) 等來調節發炎,促進組織的修復,讓受傷的部位趕快恢復。這跟發育過程類似,當胚胎形成時,許多器官形成細胞都會跟著這些間葉幹細胞一起,來形成最後有功能的器官。如果可以針對這些間葉幹細胞的活性與修復能力進行產品開發(藥品,保健品,保養品),有機會加速組織修復。

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陳彥榮 陳彥榮

國立臺灣大學生化科技學系副教授,東京大學生物化學..

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